桥梁拆除爆破设计

/中北大学毕业设计开题报告学生姓名：学号：学院、系：机电工程学院专业：弹药工程和爆炸技术设计题目：桥梁拆除爆破设计指导老师2012年2月

开题报告填写要求1．开题报告作为毕业设计答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。此报告应在指导老师指导下，由学生在毕业设计工作前期内完成，经指导老师签署看法及所在系审查后生效；2．开题报告内容必需用按教务处统一设计的电子文档标准格式（可从教务处网页上下载）打印，禁止打印在其它纸上后剪贴，完成后应刚好交给指导老师签署看法；3．学生写文献综述的参考文献应不少于15篇（不包括辞典、手册）。文中应用参考文献处应标出文献序号，文后“参考文献”的书写，应依据国标GB7714—87《文后参考文献著录规则》的要求书写，不能有随意性；4．学生的“学号”要写全号（如0201140102），不能只写最终2位或1位数字；5.有关年月日等日期的填写，应当依据国标GB/T7408—94《数据元和交换格式、信息交换、日期和时辰表示法》规定的要求，一律用阿拉伯数字书写。如“2004年3月15日”或“2006.指导老师看法和所在系看法用黑墨水笔工整书写，不得随意涂改或潦草书写。

毕业设计开题报告1．结合毕业设计状况，依据所查阅的文献资料，撰写2000字左右的文献综述：文献综述一.桥梁的分类：依据受力状况桥梁分为：梁桥、拱桥、钢架桥、悬索桥、组合体系桥【18】。按用材料不同分为：木桥、圬工桥（石、混凝土桥）、钢筋混凝土桥、预应力混凝土桥、钢桥等【18】。二.桥梁拆除爆破应遵循的原则是：依据其结构的受力状况结合环境条件接受失稳原理确定爆破拆除总体方案，依据结构及用料特征确定施工工艺【16】。三.桥梁拆除爆破施工工艺的选择：（1）优先选择能在陆面、桥面作业的施工方案。（2）尽最大可能创建条件，一次性完成水上、水下全部布孔和施暴作业。（3）对于箱型结构体，课选择水压爆破，有效限制清捞成本。（4）钢结构和混凝土结构组合桥系，优先考虑对混凝土结构的爆破解体，提高工艺牢靠性和作业平安性。（5）由于桥梁跨度大、焊点多，网络布设力求简捷牢靠【16】。四.梁桥拆除爆破通常梁桥在竖向载荷作用下，只产生竖向反力。例如，简支桥梁，只需爆破拆除桥墩，梁体则可依据环境要求接受爆破解体或机械裂开。对于梁和墩同时实施爆破拆除，以便于爆渣清捞作业。因此，爆破拆除的要点是：以完全破坏桥墩支撑系为主，以桥梁解体为辅【14】。五.桥梁拆除爆破几个方案（1）当桥面和桥墩均需拆除时，可先爆破桥墩，使桥面塌落解体破坏，在对个别大块进行二次裂开。（2）当桥面为拱形钢筋混凝土预制构件，而桥墩被泥沙掩埋无法钻岩时，可以炸毁拱基使桥面塌落，再对桥墩钻孔爆破。（3）当拆除城市交通要道上的桥梁时，可将桥面吊运到人烟稀有的宽敞地带施爆，而仅对桥墩进行现场爆破【16】。六.拆除爆破的基本原理（1）最小抗拒线原理指从装药重心到自由面的最短距离，须要依据不同爆破形式来进行确定【14】。（2）微分原理爆破微分原理是将爆炸某一目标所需的总装药量进行分散化和微量化处理的原理。（用一个通俗的形象的说法是：多打孔，少装药，化整为零。换言之，它是将总装药量匀整地分布在被爆介质中，形成多点分散的布药形成，通过分批微差多段起爆，既达到爆破质量要求，又显著地降低爆破危害的目的）【14】。（3）等能原理依据爆破拆除对象、条件和要求，优选各种爆破参数（a、b、w、k），同时选取合适的炸药品种、合理的装药结构和起爆方式，以期达到每个炮孔所装炸药在爆炸时所释放的能量和裂开该炮孔四周介质所需能量最低值相等。也就是被爆介质只能产生确定宽度裂缝或就地松动，而无多余能量引起飞石、地震和空气冲击波。炸药爆炸对外的作功过程，就象一特别“热机”工作过程，其化学潜在能在爆炸反应的瞬间转化为热能，然后靠爆炸气体的膨胀，热能又转化为对外界作用的机械功【14】。（4）失稳原理在细致分析和探讨建筑物和结构物的受力状态、荷载分布和实际承载实力后，用限制爆破法将结构物的某些关键部位炸毁，使之失去了承载实力，同时破坏结构的刚度，迫使建筑物的整体失去稳定性，然后在本身自重的作用下结构物自身定向倒塌或原地倒塌。这一原理称为失稳原理或定向原理【14】。（5）缓冲原理在限制爆破时如能选择适宜的炸药品种和合理的装药结构等措施，便可缓和爆轰波峰值压力对介质的冲击作用，使爆炸能量得到合理的支配和利用，从而削减过度裂开和爆破有害影响，这一原理称为缓冲原理。缓冲原理的实质：就是通过某些手段，延长炸药爆破压力作用到孔壁的时间，从而降低炮孔中的压力，克服各种不利因素。缓冲爆压作用的方法很多，如选用和介质相匹配的炸药品种。接受不耦合装药、分段装药、条形装药等装药结构形式，便可避开或缩小粉碎圈。而常接受的方法是空气隙装药，即不耦合装药，也就是装入的炸药直径小于炮孔直径，药卷四周留有环状空隙的方法【14】。（6）防护原理

对于爆破危害的影响，除在进行爆破参数设计时，选择合理的参数限制外，亦可实行确定的防护措施。在限制爆破中，通过行之有效的技术措施，对已受到限制爆破危害加以防护，称为防护原理。1）覆盖防护（干脆防护）2）近体防护（间接防护）3）爱惜抗防护（被动防护）4）其它防护【17】。七.限制爆破设计方法限制爆破一般四周环境比较困难，且要求较高，要对有害效应（爆波地震、飞石、空气冲击波和噪声以及爆破影响范围）进行限制，其设计原理主要是建立在对单个药包能量和总体爆破规模的限制的基础上，并使炸药均布于爆破体中，这是进行限制爆破需驾驭的关键。炮孔的布置也就是炮孔参数的选取，即确定最小抗拒线W,孔距a，排距b，孔深l，炮眼的方向，炮眼排列方式等。⑴最小抗拒线

最小抗拒线是限制爆破的一个重要参数，限制爆破拆除因环境条件和清运要求，多选＜1m。通常W值应依据爆破体的材质、几何形态和结构尺寸、钢筋混凝土的中的布筋状况，爆破后要求块度大小或重量以及清碴时所具备的清运条件等影响因素，加以考虑【15】。（2）炮孔间距a和排距b限制爆破是通过较密集的布孔和多药包爆破共同完成的，炮孔（即药包位置）是由炮孔间距及排距确定的，其选取是否合理确定着爆破效果的好坏，能否保证爆破平安，能否有效利用炸药能量。一般状况和值以及药包中心之间的距离不小于0.2m，因群药包起爆时药包之间不行避开的出现起爆时间差（有时为减震，接受微差起爆），在起爆药包冲击波作用下将造成部分相邻的后爆药包爆炸作用不完全或拒爆，即出现“压死”现象，以至产生瞎炮，对于含水炸药，现在通用新名词受压“钝化”【15】。（3）炮孔直径d、和炮孔深度

及钻孔方向

对于炮孔直径的选择应以现有钻机具有的实际实力而定，一般选取38～42mm炮孔直径，一般不大于42mm，也可钻直径20～36mm较小的炮孔。炮孔深度是影响爆破效果的重要参数，合理的炮孔深度可避开出现冲炮，使炸药能量充分利用，保证良好的爆破效果。对于土岩爆破，应尽量钻爆至要求设计深度并有确定超深；小孔径装药时，钻孔深度应不小于0.4m【15】。（4）炮孔排列形式及布置炮孔的布置原则：力求炮孔排列规则和整齐，使药包匀整地分布于爆破体中，以保证爆破后，裂开块度匀整和切割面平整【14】。八.爆破地震效应主控因素分析及减震措施探讨用灰色理论的关联度分析作为爆破地震效应影响因素分析的方法可知，各因素对爆破震速主频的影响排序：超深hc>排距b>孔距a>孔深L>孔数an>总装药量Q>高程差△H>最大装药量qmax>排数bn>爆心距R。10个影响因素中，没有最优因素；爆破参数特别是钻孔超深、排距、孔距对爆破地震效应影响最大，是影响爆破地震效应的主控因素（灰色关联分别为1.5327、1.4969、1.4865）.高程差、超深、最大一段药量对爆破震速的影响最大；而对振动主频影响最大的的几个因素是：超深、孔距、排距【9】。九.削减振动的技术措施为：（1）减小单段最大药量。（2）增加起爆段数.（3）接受微量起爆时差变更振动叠加状态，降低振动影响.（4）接受预裂爆破或打防震孔，降低主爆区地震波对保留区的影响.（5）一次起爆规模不要过大，避开由于实际抗拒线增加而加大地震效应【10】。十.桥梁爆破专家系统自六十年头以来，专家系统己经成为人工智能最活跃的一个领域，其应用已经渗透到每个学科把专家系统的基本原理应用到拆除爆破领域中，研制开发桥梁拆除爆破智能设计系统用以仿照爆破专家的思维进行工程设计，从而达到缓解爆破专家资源和技术人员的缺乏、优化拆除爆破设计、提高设计的效率和水平的目的【13】。将专家系统运用于桥梁的爆破拆除工程中，不仅大大缩短了爆破设计人员的工作时间，而且大大提高了设计质量，避开了单个专家的局限性。该系统是在Windows平台可视化的界面下运行，便于操作人员的操作，操作人员只需输入一些初始参数即可得到最终的设计结果【12】。参考文献：[1]姚金阶，报废桥梁拆除限制爆破，爆破，2001，1001487X(2001D02007902.[2]刘军，秦根杰，某桥梁爆破拆除及预处理措施，爆破，2008，1001一487x{2008)04—0073—04[3]陈伟东，韦跃刚，孙文智，市区大型桥梁上部结构限制爆破拆除，爆破，2003，1001-487X（2003）01-0065-03[4]吴宏斌.，桥梁基础石方开挖精确限制爆破技术，公路和汽运，2001,1671-2668(2011)04-0186-03[5]黄铁，袁杰中，郝天家.，桥梁爆破拆除的平安性监控探讨.，桥隧工程，2001,73—4874(2011)05—0077—004[6]施富强，杨旭升，李文全等，田庄台辽河公路大桥限制爆破拆除技术分析.工程爆破，2009,1006—7051(2009)03—0050--05[7]谢承煜，蒙少明，程贵海等，砌拱式桥梁定向爆破拆除.西部探矿工程，2001,1004-5716(2011)09-0228-03[8]宋志刚，白羽，金伟良，爆破作业对接近建筑物振动舒适性的影响分析.，振动和冲击，2010,17(3):315~324[9]张艺峰，姚道平，谢志招等.爆破地震效应主控因素分析及减震措施探讨.岩土力学，2010,1000—7598(2010)01—0304--05[10]关学军，董义乾，邢国赞等.矿石码头山体爆破振动有害效应的防治.[11]梁晓弘，桥梁爆破专家系统探讨和开发，[12]王汉军，杨仁树，李清.深部岩巷爆破机理分析和爆破参数设计.煤炭学报，2007，0253—9993(2007)04—0373一04[13]施富强，柴俭，王坚等.震后爆破排险技术.工程爆破，2009,：1006～7051(2009)02—0029～04[14]何广沂.工程爆破新技术.北京，中国铁道出版社，2000,338[15]汪旭光，郑炳旭，张正忠等.爆破手册.北京，冶金工业出版社2010,1019[16]郭学彬，张继春.爆破工程.北京，人民交通出版社2007,311[17]庙延钢.爆破工程和平安技术.北京，化学工业出版社2007,274[18]顾毅成，史雅语.爆破工程平安.合肥，中国科学技术高校出版社2009,685[19]钱胜国，陈玲玲，吴新霞.爆破地震工程结构动力分析.北京，中国水利水电出版社，2006,137[20]A.K.M.AnwarulIslama，NurYazdanib.ScienceDirect.PerformanceofAASHTOgirderbridgesunderblastloading.ScienceDirect.2008,EngineeringStructures30(2008)1922–1937.[21]WenboLu，JianhuaYang,MingChen.Anequivalentmethodforblastingvibrationsimulation.SimulationModellingPracticeandTheory，2011,SimulationModellingPracticeandTheory19(2011)2050–2062.[22]RezaNategh，Predictionofgroundvibrationlevelinducedbyblastingatdifferentrockunits.InternationalJournalofRockMechanics&MiningSciences.[23]KazunoriFujikake，PeerasakAemlaor.Damageofreinforcedconcretecolumnsunderdemolitionblasting.EngineeringStructures，[24]K.-D.Bouzakis，F.Klocke.G.Skordarisa.Influenceofdrymicro-blastinggrainqualityonwearbehaviourofTiAlNcoatedtools，Wear.[25]UmitOzer，EnvironmentalimpactsofgroundvibrationinducedbyblastingatdifferentrockunitsontheKadikoy–Kartalmetrotunnel.EngineeringGeology,elsevier/locate/enggeo.[26]HakanAk_，AdnanKonuk.Theeffectofdiscontinuityfrequencyongroundvibrationsproducedfrombenchblasting:Acasestudy，SoilDynamicsandEarthquakeEngineering28(2008)686–694,.[27]K.-D.Bouzakis，G.Skordaris.F.Klocke.AFEM-basedanalytical–experimentalmethodfordeterminingstrengthpropertiesgradationincoatingsaftermicro-blasting，Surface&CoatingsTechnology,elsevier/locate/surfcoat.[28]JavierToran˜o，RafaelRodrı′guez,.IsidroDiego.FEMmodelsincludingrandomnessanditsapplicationtotheblastingvibrationsprediction，ComputersandGeotechnics33(2006)15–28,[29]DongLongjuna，LiXibing.XuMing.ComparisonsofRandomForestandSupportVectorMachineforPredictingBlastingVibrationCharacteristicParameters，ProcediaEngineering26(2011)1772–1781

毕业设计开题报告２．本课题要探讨或解决的问题和拟接受的探讨手段（途径）：一.平安防护措施为严格限制飞石散逸距离，本次爆破预备实行如下防护措施：（1）对陆地及水域紧急区进行严格警戒；（2）接受4层湿草袋、1层装砂编织袋加以覆盖。拱肋及桥墩立墙施爆时，还在上下游2根拱肋的侧面及桥墩立墙悬挂篱笆及胶帘管，进行近体防护，以阻挡飞石外逸；（3）选用优质炮泥，对炮孔加以严密堵塞【3】。二.爆破过程中地震波动力监测爆破过程中，实时地振动力波监测的内容为爆破引起的振动速度、频率等，并以此来监控爆破产生的效果，推断爆破后建筑物是否平安。测试接受高灵敏度水平和垂直拾振器感受振动信号后经测振放大器传递给数据采集仪，将模拟量转化为数字量后传递给计算机，计算机在动测软件的支持下实现测试数据的自动采集和记录，通过分析软件实现测试数据的自动分析【5】【8】。三．仿真学习和基本驾驭有限元分析软件ANSYS/LS-DYNA，接受ANSYS/LS-DYNA有限元法进行爆破仿真，能更好的评估设计的科学性。有限元法是工程结构进行力学分析的一种数值方法。当今这种方法在工程结构各个领域已经有了广泛的应用，成功地解决了实际工程中的各种困难问题【19】。

毕业设计开题报告指导老师看法：指导老师：年月日所在系审查看法：系主任：年月日

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